CN104769689B - 电抗器、转换器、及电力转换装置 - Google Patents

电抗器、转换器、及电力转换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104769689B
CN104769689B CN201380057362.8A CN201380057362A CN104769689B CN 104769689 B CN104769689 B CN 104769689B CN 201380057362 A CN201380057362 A CN 201380057362A CN 104769689 B CN104769689 B CN 104769689B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
coil
reactor
insulator
possesses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201380057362.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104769689A (zh
Inventor
山田幸伯
伊藤睦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Publication of CN104769689A publication Critical patent/CN104769689A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104769689B publication Critical patent/CN104769689B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402Association of measuring or protective means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823Wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402Association of measuring or protective means
    • H01F2027/406Temperature sensor or protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

一种电抗器,具备:线圈(2),具有相互连结的一对线圈元件(2a、2b);磁性铁心(3),具有在各线圈元件(2a、2b)内分别配置的一对内侧铁心部及将这些内侧铁心部连结而形成闭磁路的外侧铁心部(32);及绝缘体(5),夹设在线圈(2)与磁性铁心(3)之间,其中,所述电抗器具备:传感器(7),测定电抗器的动作时的物理量;及传感器支架(8),由与绝缘体(5)独立的构件构成,对传感器(7)进行保持,各线圈元件(2a、2b)是将绕组(2w)卷绕成螺旋状而构成的筒状体,且端面形状为具有将角部修圆了的圆角部的形状,以各线圈元件(2a、2b)的轴平行的方式排列配置,传感器(7)配置于由各线圈元件(2a、2b)中相对配置的圆角部夹持的梯形形状空间内。

Description

电抗器、转换器、及电力转换装置
技术领域
本发明涉及搭载在混合动力汽车等车辆上的车载用DC-DC转换器这样的电力转换装置的构成零件中所利用的电抗器。尤其是涉及能够将测定电抗器的动作时的物理量(温度或电流值等)的传感器保持在适当的位置的电抗器。
背景技术
进行电压的升压动作或降压动作的电路的零件之一包括电抗器。例如,专利文献1公开了一种载置在混合动力汽车等车辆上的转换器所利用的电抗器。该电抗器具备:具有一对线圈元件的线圈;配置线圈且构成闭磁路的环状的磁性铁心;收纳线圈与磁性铁心的组合体的壳体;填充在壳体内的密封树脂(二次树脂部、浇注树脂)。
当伴随着通电而线圈发热时,由于该发热而电抗器的损失变大。因此,上述电抗器通常为了能够对线圈进行冷却而固定于冷却基体这样的设置对象上来被利用。而且,研究了在电抗器的使用时,将测定线圈的温度或电流等物理量的传感器配置在电抗器的附近,根据测定到的温度或电流来控制向线圈的电流等的情况。
在专利文献1中,公开了一种在线圈元件之间、在与两线圈元件的横向排列方向及线圈元件的轴向这双方正交的方向上配置有传感器的电抗器。在专利文献2中,公开了一种将各线圈元件形成为其端面形状具有将角部修圆了的圆角部的形状,在由各线圈元件的圆角部夹持而沿着线圈轴向的梯形形状空间内配置传感器的电抗器。该电抗器具有夹设在线圈与磁性铁心之间的绝缘体,在该绝缘体上一体化有将温度传感器向线圈侧按压的传感器保持部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-245458号公报
专利文献2:日本特开2012-191172号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的电抗器中,在两线圈元件之间需要设置至少与传感器的厚度对应的间隙。在该间隙的大小与传感器的厚度实质上相等的情况下,由于发热而热膨胀的线圈元件按压传感器而可能会使传感器破损。尤其是在两线圈元件之间的由内侧铁心部夹持的区域实质上没有能够吸收线圈元件的热膨胀量的空间,由线圈元件的热膨胀产生的按压力容易向传感器负荷。因此,为了减少向传感器负荷的应力(来自线圈元件的按压力),优选为了实质上不施加应力,需要进一步增大上述间隙,电抗器难以小型化。
在专利文献2的电抗器中,在来自两线圈元件的按压力实质上不施加的梯形形状空间内配置传感器,但是希望更稳定地维持该配置状态的结构。在引用文献2的电抗器中,传感器保持部一体成形于绝缘体,因此梯形形状空间和向该空间的传感器的插入口窄。因此,在将传感器组装于传感器保持部时,线圈等存在与传感器发生干涉的情况而难以组装。而且,为了将传感器组装于传感器保持部,需要使传感器相对于线圈轴向倾斜一定程度,而且传感器保持部的沿着线圈轴向的长度存在制约。因此,传感器的一部分未由传感器保持部覆盖,传感器有时会脱落。而且,在传感器的外周未由传感器保持部覆盖的部位,可能无法可靠地将传感器相对于线圈而保持在适当的位置。
因此,本发明的目的之一在于提供一种能够将测定电抗器的动作时的物理量的传感器保持在适当的位置,且在该位置能够容易地组装传感器的电抗器。而且,本发明的另一目的在于提供一种具备上述电抗器的转换器、具备该转换器的电力转换装置。
用于解决课题的方案
本发明的电抗器具备:线圈,具有相互连结的一对线圈元件;磁性铁心,具有在所述各线圈元件内分别配置的一对内侧铁心部及将这些内侧铁心部连结而形成闭磁路的外侧铁心部;及绝缘体,夹设在所述线圈与所述磁性铁心之间。并且,所述电抗器具备:传感器,测定所述电抗器的动作时的物理量;及传感器支架,由与所述绝缘体独立的构件构成,对所述传感器进行保持。所述各线圈元件是将绕组卷绕成螺旋状而构成的筒状体,且端面形状为具有将角部修圆了的圆角部的形状,以各线圈元件的轴平行的方式排列配置。所述传感器配置于由所述各线圈元件中相对配置的所述圆角部夹持的梯形形状空间内。
发明效果
本发明的电抗器能够将测定电抗器的动作时的物理量(线圈的温度等)的传感器保持在适当的位置,且小型。
附图说明
图1是表示实施方式1的电抗器的概略立体图。
图2是表示实施方式1的电抗器的概略的分解立体图。
图3是表示实施方式1的电抗器具备的线圈与磁性铁心的组合体的概略的分解立体图。
图4示出实施方式1的电抗器具备的绝缘体和传感器支架,(A)是立体图,(B)是图4(A)的B-B剖视图。
图5是图1的V-V剖视图。
图6是示意性地表示混合动力汽车的电源系统的概略结构图。
图7是表示具备实施方式4的转换器的实施方式4的电力转换装置的一例的概略电路图。
具体实施方式
[本发明的实施方式的说明]
本发明将各线圈元件的形状设为特定的形状,并将计测电抗器的动作时的物理量(线圈的温度或电流等)的传感器的配置部位设为特定的位置,且与绝缘体独立地具备保持传感器的构件,由此实现上述的目的。首先列举说明本发明的实施方式的内容。
(1)实施方式的电抗器,具备:线圈,具有相互连结的一对线圈元件;磁性铁心,具有在上述各线圈元件内分别配置的一对内侧铁心部及将这些内侧铁心部连结而形成闭磁路的外侧铁心部;及绝缘体,夹设在上述线圈与上述磁性铁心之间。而且,该电抗器具备:传感器,测定该电抗器的动作时的物理量;及传感器支架,由与上述绝缘体独立的构件构成,对上述传感器进行保持。上述各线圈元件是将绕组卷绕成螺旋状而构成的筒状体,且端面形状为具有将角部修圆了的圆角部的形状,以各线圈元件的轴平行的方式排列配置。上述传感器在上述各线圈元件中配置于由相对配置的上述圆角部夹持的梯形形状空间内。
实施方式的电抗器即便在一对线圈元件中使由内侧铁心部夹持的区域接近而将两线圈元件横向排列的情况下,上述梯形形状空间也能够具有与圆角部的圆角半径对应的充分的大小的空间,因此能够充分地设置传感器。即,当在梯形形状空间内配置传感器时,能够使两线圈元件间的间隙比传感器的厚度减小,因此能够使电抗器小型化。并且,上述梯形形状空间是需要以设置圆角部的方式卷绕绕组而形成的所谓死区空间,但是通过在该空间内配置传感器,能够有效利用该死区空间,因此实质上不会招致电抗器的大型化。
另外,实施方式的电抗器中,由上述圆角部夹持的梯形形状空间的大半从由两内侧铁心部夹持的区域偏离,因此在该空间内配置有传感器的情况下,能够减少向传感器施加的由线圈元件产生的应力,优选的是实质上不施加。
进而,实施方式的电抗器通过与绝缘体独立地具备传感器支架,而传感器的向传感器支架的组装能够在传感器支架的向绝缘体的组装前通过独立的工序进行。由此,在前者的组装时,能够防止线圈等与传感器的干涉,容易配置传感器且生产性优异。而且,传感器的向传感器支架的组装在传感器支架的周围能够充分确保传感器的处理空间,因此对于传感器支架的传感器收纳空间无需倾斜组装传感器。由此,传感器支架的大致沿着传感器的部分(例如,后述的保持部)的长度的自由度高,在该部分能够保持传感器的长范围,因此也能够选择将传感器相对于线圈而可靠地保持于适当的位置的长度。此外,也能够选择使传感器可靠地与线圈接触的长度。
能够将传感器相对于线圈而可靠地保持在适当的位置,因此能够对作为测定对象物的线圈的温度或电流等物理量适当地进行测定,测定值的可靠性高。在实施方式的电抗器具有密封树脂的情况下,可列举,将线圈与磁性铁心的组合体收纳于壳体,向该壳体内填充密封树脂,使树脂固化。这种情况下,利用传感器支架来保持传感器,由此能够抑制在填充密封树脂时,因树脂而传感器浮起,相对于线圈无法在适当的位置进行测定的情况。
(2)作为实施方式的电抗器的一例,可列举上述传感器支架具备覆盖上述传感器的保持部,该保持部具有传感器的轴向的全长以上的长度的方式。
通过使传感器支架大于传感器的轴向的全长,而能够将传感器相对于线圈在适当的位置更牢固地保持,能够防止传感器的脱落。而且,保持部即使是覆盖传感器的全长的长度,也能够以与绝缘体独立的状态向传感器支架进行传感器的组装,因此在该组装时,保持部不会成为障碍。传感器的外周未由密封树脂等覆盖的剥出的情况下,传感器存在对作为测定对象物的线圈以外的物理量进行测定的可能性。例如,在传感器是对线圈的温度进行测定的温度传感器的情况下,温度传感器的外周什么也未覆盖而向大气剥出的情况下,存在除了线圈的温度以外还测定大气的温度的可能性。实施方式的电抗器通过保持部来覆盖传感器的整体,由此能够可靠地对作为测定对象物的线圈的物理量进行测定。
(3)作为传感器支架具备保持部的实施方式的电抗器的一例,可列举上述保持部覆盖与上述传感器连接的配线的一部分的方式。
上述保持部还覆盖与传感器连接的配线的一部分,由此能够限制配线的位置,能够减少使配线产生过度的弯曲,或者配线被拉回规定外的位置等引起的断线或传感器的破损的可能性。实施方式的电抗器具备密封树脂的情况下,在填充密封树脂时,配线难以成为干扰,填充作业性优异。
(4)作为实施方式的电抗器的一例,可列举上述传感器支架具备配置在上述各线圈元件之间的分隔部的方式。
通过向各线圈元件间插入分隔部,各线圈元件成为传感器支架的引导件的作用,传感器支架的固定容易。而且,分隔部由绝缘性材料形成时,通过在各线圈元件之间夹设分隔部,能够将线圈元件之间充分绝缘,绝缘性优异。另一方面,当分隔部由导热性优异的材料形成时,在传感器为温度传感器的情况下,将分隔部设为从线圈的传热路径,由此能够进行高精度的温度测定。
(5)作为实施方式的电抗器的一例,上述传感器支架具备与上述绝缘体扣合的扣合部。
传感器支架由与绝缘体独立的构件构成,但是具备相互扣合的扣合部,通过使两者扣合,能够使传感器支架的定位容易。而且,能够将传感器支架相对于组合体与绝缘体的组合物更牢固地固定,能够防止传感器的位置偏移或脱落,组装作业性优异。
上述的实施方式的电抗器能够适当地利用于转换器的构成零件。
(6)实施方式的转换器具备上述的(1)~(5)中任一项记载的实施方式的电抗器。
实施方式的转换器通过具备小型的实施方式的电抗器而为小型。
上述的实施方式的转换器能够适当地利用于电力转换装置的构成零件。
(7)实施方式的电力转换装置具备上述实施方式的转换器。
实施方式的电力转换装置通过具备小型的实施方式的转换器而为小型。
[本发明的实施方式的详情]
以下,基于附图,说明本发明的实施方式。在附图中,同一标号表示同一构件。需要说明的是,在以下的说明中,以设置了电抗器时的设置侧为下侧,并以其相对侧为上侧进行说明。
<实施方式1>
参照图1~图5,说明实施方式1的电抗器。
《电抗器的整体结构》
电抗器1具备:线圈2,具有相互连结的一对线圈元件2a、2b;磁性铁心3,具有在各线圈元件2a、2b内分别配置的一对内侧铁心部31(图3)及将这些内侧铁心部31连结而形成闭磁路的外侧铁心部32;绝缘体5,夹设在线圈2与磁性铁心3之间。此外,具有测定电抗器1的动作时的物理量的传感器7(图2)和保持传感器7的传感器支架8。而且,该例的电抗器1具有收纳线圈2与磁性铁心3的组合体10的壳体4。壳体4是一面开口的箱体(参照图2)。电抗器1的主要特征在于,各线圈元件2a、2b的形状、传感器7的配置位置、保持传感器7的传感器支架8由与绝缘体5不同的构件构成。以下,首先说明上述特征部分,接着,更详细地说明其他的结构。
[线圈]
线圈2主要参照图3、图5进行说明。在图5中,为了便于理解,主要示出线圈2、传感器7及传感器支架8,省略绝缘体5等。
线圈2具有:将没有接合部的1根连续的绕组2w卷绕成螺旋状而成的一对线圈元件2a、2b;将两线圈元件2a、2b连结的线圈连结部2r。各线圈元件2a、2b是彼此相同的匝数的中空的筒状体,以各轴向平行的方式排列(横向排列),在线圈2的另一端侧(在图3中为右侧),绕组2w的一部分弯曲成U字状而形成线圈连结部2r。通过该结构,两线圈元件2a、2b的卷绕方向相同。
需要说明的是,可以形成为如下所述的线圈:通过不同的绕组来制造各线圈元件并将各线圈元件的绕组的一端部彼此通过焊接或钎焊、压接等进行接合。
绕组2w可以适当利用在由铜或铝、其合金这样的导电性材料构成的导体的外周具备由绝缘性材料构成的绝缘包覆的包覆线。绝缘包覆的厚度优选为20μm以上且100μm以下,越厚越能够减少销孔,从而提高电绝缘性。导体以扁线为代表,此外,也可以利用横截面为圆形形状、椭圆形形状、多边形形状等各种形状的导体。扁线与使用了截面为圆形形状的圆线的情况相比,具有如图3所示容易形成占空因数高的线圈,而且容易较大地确保与后述的壳体4具备的接合层42的接触面积这样的优点。在此,导体由铜制的扁线构成,绝缘包覆利用搪瓷(代表性为聚酰胺酰亚胺)构成的包覆扁线,各线圈元件2a、2b是将该包覆扁线进行扁立卷绕的扁立线圈。
形成线圈2的绕组的两端部2e在线圈2的一端侧(图3中为左侧)从折回形成部分适当延伸,代表性地向壳体4的外部拉出(图1)。绕组的两端部2e在将绝缘包覆剥离而露出的导体部分连接由导电材料构成的端子构件(未图示),经由该端子构件连接有向线圈2进行电力供给的电源等外部装置(未图示)。
各线圈元件2a、2b分别是从轴向观察到的端面形状(=利用与轴向正交的平面剖切的形状)为长方形的将角部修圆了的形状,由四个圆角部21、将圆角部21之间连结的长直线状部22、短直线状部23构成。因此,各线圈元件2a、2b的轮廓线如图5所示是由构成圆角部21的曲线和构成直线状部22、23的直线构成的图形。
各线圈元件2a、2b的端面形状可以形成为上述长方形以外的多边形的将角部修圆了的形状。然而,长方形的将角部修圆了的上述形状具有如下的优点:(1)容易卷绕绕组2w,线圈的制造性优异;(2)内周形状简单,容易形成具有与线圈元件的内周形状相似的外周形状的内侧铁心部;(3)死区空间少且小型。
圆角部21的圆角半径可以适当选择。可以考虑线圈2的大小、使用的绕组2w的大小(扁线的情况下为宽度、厚度)等,来选择圆角半径。尤其是线圈2为扁立线圈的情况下,在构成圆角部21的绕组2w中容易较大地取得外周侧的圆角半径,在相邻的两线圈元件2a、2b之间容易较大地取得作为传感器7的收纳部位的梯形形状空间。
在各线圈元件2a、2b中,在直线状部22之间如图5所示设置些许的间隙g,提高两线圈元件2a、2b之间的绝缘性。但是,该间隙g比后述的传感器7的厚度(例如,3mm左右)小(例如,2mm左右)。在该例子中,间隙g通过后述的传感器支架8的分隔部8c(图4、图5)来确保。
具有上述圆角部21的线圈2如图5所示,在各线圈元件2a、2b中具有由相对配置的圆角部21夹持的梯形形状空间。该梯形形状空间形成在电抗器1的上侧和下侧。两侧的梯形形状空间为相同大小,因此,以下,以形成于上侧的梯形形状空间为例进行说明。详细而言,该梯形形状空间是由直线lr、曲线及直线(接线)lu包围的空间,直线lr是将一方的线圈元件2a中的上侧的圆角部21与连结于该圆角部21的长直线状部22的交点和另一方的线圈元件2b中的上侧的圆角部21与连结于该圆角部21的长直线状部22的交点连结的直线,该曲线是构成两线圈元件2a、2b的圆角部21的曲线,该直线(接线)lu是将两线圈元件2a、2b的上侧的短直线状部23制成的面(上表面2u)连结的直线。在本实施方式中,将该梯形形状空间设为传感器7的配置空间为特征之一。
上述梯形形状空间的大小通过圆角部21的圆角半径能够调整。若圆角半径大,则传感器7的收纳空间容易增大,若圆角半径小,则容易成为小型的线圈。
优选在上述梯形形状空间中的未由内侧铁心部31夹持的区域配置传感器7。在该例子中,具有与线圈元件2a、2b的内周形状相似的外周形状的内侧铁心部31呈同轴状地收纳于各线圈元件2a、2b,在取得了将这两内侧铁心部31的上表面连结的直线(接线)lc时,比该接线lc靠上方侧的区域成为未由内侧铁心部31夹持的区域。
在该例子中,如图5所示,在梯形形状空间中的未由内侧铁心部31夹持的区域(由接线lc和构成各线圈元件2a、2b的上侧的圆角部21的曲线包围的区域)配置传感器7。而且,在该例子中,传感器7的厚度充分大于线圈2的直线状部22间的间隙g,因此传感器7支承于各线圈元件2a、2b的上侧的圆角部21,不会向由内侧铁心部31夹持的区域,即比接线lc靠下方侧的区域落下。即,在该例子中,传感器7自动地配置在上述梯形形状空间中的由接线lc和圆角部21包围的区域,而且支承于圆角部21。
上述梯形形状空间从线圈2的一端面到另一端面形成,在该任意的部位可以配置传感器7。然而,优选将上述梯形形状空间中的包含线圈2的轴向的中心的中间区域设为传感器7的配置区域。中间区域可列举例如从上述中心到朝向线圈2的一端侧或另一端侧的线圈2的轴向的长度的30%的区域,即,包含上述中心而为线圈2的轴向的长度的60%的区域。
[传感器]
在此,传感器7是温度传感器,可列举具有热敏电阻这样的热敏元件7a(图5)和保护热敏元件7a的保护部7b(图5)的棒状体(参照图4)。保护部7b可列举树脂等的管。在传感器7上连接有用于将感知的信息向控制装置这样的外部装置传递的配线71(图4(B))。作为传感器,除了温度传感器以外,还可列举电流传感器或电压传感器、能够测定电抗器的振动的加速度传感器等用于测定电抗器的动作时的物理量的传感器。
在将电抗器1设于冷却基体(未图示)的状态下,从线圈2的设置侧的面(下表面2d(图5))到其相对面(上表面2u(图5))研究线圈元件2a、2b之间的温度分布时,在各线圈元件2a、2b之间,高度方向的大致中间部成为最高温度部位,随着从该最高温度部位分离而温度降低,下表面2d及其附近的区域由冷却基体冷却,因此为最低温度部位。在电抗器1的上侧的梯形形状空间和下侧的梯形形状空间中,温度不同,且不一定是电抗器1的最高温度的区域。因此,通过预先测定上侧及下侧的梯形形状空间的温度和最高温度的温度分布,从而在梯形形状空间进行温度测定时,根据基于该温度分布的相关关系而求出此时的电抗器的最高温度。由此,根据测定了的温度能够进行向线圈2的电流等的控制。
[传感器支架]
如图4所示,传感器支架8具有:载置上述传感器7的长条状的载置部8a;与该载置部8a之间形成狭缝而配置的保持部8b;向载置部8a的与保持部8b相反的一侧延伸的板状的分隔部8c。在此,载置部8a、保持部8b及分隔部8c一体成形。上述狭缝是传感器7的收纳空间,在该狭缝内收纳有传感器7的状态下,传感器7的上下由保持部8b和载置部8a夹持,其左右敞开。在本实施方式中,通过该传感器支架8对配置在上述的梯形形状空间内的传感器7进行保持的情况是特征之一。传感器7可以是与线圈2未接触的状态,但是当使传感器7为与线圈2接触的状态时,测定值的可靠性进一步升高,故而优选。在此,将传感器7保持为与线圈2接触的状态。
保持部8b是一端侧(图4(B)的左侧)一体化于载置部8a的支承端而另一端(图4(B)的右侧)成为被释放的自由端的悬臂支承的棒状体。保持部8b优选具有传感器7的轴向的全长以上的长度。这种情况下,传感器7的沿着轴向的全长能够由保持部8b覆盖,因此能够抑制基于大气的传感器7的冷却等对测定精度的恶劣影响。而且,能够更牢固地将传感器7相对于线圈2侧而保持在适当的位置,因此能够直接测定作为测定对象物的线圈2的物理量,能够避免大气等线圈2以外的物理量的测定,能够更高精度地测定线圈2的温度。此外,优选也覆盖与传感器7连接的配线71的一部分。由此,也能够限制配线71的位置。在本方式中,载置部8a的长度与传感器7的轴向的长度大致相等,保持部8b的长度比载置部8a的长度在传感器7的轴向上向配线71侧突出而稍长。保持部8b的与传感器7接触的面成为与传感器7的外形形状相似的圆弧状的曲面。而且,保持部8b的配线71侧的端部为了容易将配线71向电抗器1的外部拉出而成为与配线71的外形形状相似的圆弧状的曲面。
分隔部8c是在设于各线圈元件2a、2b中的直线状部22之间的间隙g内配置的板状体,在此是矩形的板状体。分隔部8c的厚度为上述间隙g以下,比传感器7的厚度小。分隔部8c具有:沿线圈2的轴向扩展的主体部8d;在该主体部8d的两端,与后述的绝缘体5的框板部52相接,且与形成于框板部52的扣合部53e扣合的扣合部8e。主体部8d以将传感器支架8插入间隙g的方向的前端侧的两侧面朝向前端而宽度减小的方式成为锥状。扣合部8e在上述前端侧的端部具有向框板部52侧突出的钩8f。钩8f的形状以朝向前端变细的方式成为锥状。
在将传感器支架8插入到间隙g时,扣合部8e的钩8f与框板部52的扣合部53e扣合而被定位,能够防止传感器支架8的脱落。在本方式中,在钩8f与扣合部53e之间设有间隙8g。由于该间隙8g的存在,即使暂时插入传感器支架8,也能够将传感器支架8拉拔至钩8f与扣合部53e抵碰为止,随时能够使传感器7相对于载置部8a容易地出入。
分隔部8c可以与保持部8b一体成形,也可以是独立的其他构件且通过固定构件等进行接合而形成为一体物。
在将传感器支架8插入到间隙g的状态下,如图5所示,传感器7在从传感器支架8露出的部分处与各线圈元件2a、2b的圆角部21接触。尤其是通过保持部8b来按压传感器7,由此传感器7保持与线圈2可靠地接触的状态。
传感器支架8的构成材料可以利用聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、液晶聚合物(LCP)等绝缘性材料。这种情况下,即使在将传感器支架8与线圈2接触而配置的情况下,两者的绝缘性也优异。而且,当传感器支架8的至少一部分由金属构成时,能够期待散热性的提高。
[磁性铁心]
磁性铁心3的说明参照图3进行。磁性铁心3具有:由各线圈元件2a、2b覆盖的一对内侧铁心部31;未配置线圈2而从线圈2露出的一对外侧铁心部32。在此,各内侧铁心部31分别如上述那样是沿着各线圈元件2a、2b的内周形状而具有长方体的将角部修圆了的外形的柱状体,各外侧铁心部32分别是具有一对梯形形状面的柱状体。磁性铁心3以夹着分离配置的内侧铁心部31的方式配置外侧铁心部32,使各内侧铁心部31的端面31e与外侧铁心部32的内端面32e接触而形成为环状。通过上述内侧铁心部31及外侧铁心部32,在对线圈2进行励磁时,形成闭磁路。
如图3所示,内侧铁心部31是将由软磁性材料构成的多个铁心片31m与由相对导磁率比铁心片31m小的材料构成的间隔材料31g交替层叠配置而成的层叠物。铁心片31m与间隔材料31g尤其是通过粘结剂而一体化时,处理容易,而且通过将铁心片31m和间隔材料31g牢固地固定而期待能够减少噪音。此外,当将铁心片31m和间隔材料31g通过粘结带等进行一体化时,容易处理。外侧铁心部32是由软磁性材料构成的铁心片。
构成内侧铁心部31或外侧铁心部32的铁心片可列举使用了以铁等铁族金属或其合金、包含铁的氧化物等为代表的软磁性粉末的成形体、具有绝缘覆膜的磁性薄板(例如,以硅钢板为代表的电磁钢板)层叠多个而成的层叠板体。上述成形体可列举对压粉成形体、烧结体、包含软磁性粉末和树脂的混合体进行注塑成形或注模成形等的复合材料等。在此,各铁心片都作为铁或钢等含有铁的软磁性金属粉末的压粉成形体。
间隔材料31g的具体的材料可列举氧化铝或不饱和聚酯等非磁性材料、包含聚苯硫醚(PPS)树脂等非磁性材料和磁性粉末(例如,铁粉等软磁性粉末)的混合物等。在此,间隔材料31g可以利用公知的材料。
需要说明的是,在此,构成磁性铁心3的各铁心片设为由同样的材质构成的同一规格(压粉成形体)的构件,但可以在内侧铁心部31和外侧铁心部32使磁特性或规格不同。可以设为例如将压粉成形体与复合材料组合的方式、将材质、软磁性粉末的混合量等不同的复合材料组合的方式等。
此外,该例子所示的磁性铁心3中,内侧铁心部31的设置侧的面与外侧铁心部32的设置侧的面未成为齐面,而外侧铁心部32的设置侧的面比内侧铁心部31突出且与线圈2的设置侧的面(图5中的下表面2d)为齐面。因此,线圈2与磁性铁心3的组合体10的设置侧的面由两线圈元件2a、2b的下表面2d和外侧铁心部32的设置侧的面构成,线圈2及磁性铁心3这双方能够与后述的接合层42(图2)接触,因此电抗器1的散热性优异。而且,组合体10的设置侧的面由线圈2及磁性铁心3这双方构成,由此与固定对象的接触面积充分大,电抗器1设置时的稳定性也优异。此外,通过使铁心片由压粉成形体构成,由此在外侧铁心部32能够将比内侧铁心部31突出的部位利用为磁通的通路。
[绝缘体]
绝缘体5的说明参照图3、图4进行。绝缘体5具有:收纳内侧铁心部31的筒状部51;夹设在各线圈元件2a、2b的端面与外侧铁心部32的内端面32e之间的框板部52。筒状部51对线圈元件2a、2b与内侧铁心部31进行绝缘,框板部52对线圈元件2a、2b的端面与外侧铁心部32的内端面32e进行绝缘。该绝缘体5由与上述的传感器支架8独立的构件构成,具有相互扣合的扣合部的情况是特征之一。
筒状部51由沿着内侧铁心部31的外周形状的筒状的分割片50a、50b构成,将这一对分割片50a、50b组合而成为一体。分割片50a、50b的形状可以适当选择。在此,在将分割片50a、50b配置于内侧铁心部31的外周面时,成为内侧铁心部31的一部分露出的状态。因此,在具有后述的密封树脂的方式的情况下,在密封树脂的填充时容易脱气,制造性优异,而且能够增大内侧铁心部31与密封树脂的接触面积,期待能够抑制噪音。
框板部52是具有2个内侧铁心部31分别能够插通的一对开口部(贯通孔)的B字状的平板部分。框板部52具有:在组装于线圈2时,以夹设于两线圈元件2a、2b之间的方式配置的分隔片53a、53b;及配置在线圈连结部2r与外侧铁心部32之间的平板状的底座52p。分隔片53a、53b从框板部52的一面朝向线圈侧突出设置,朝向线圈侧的方向的两侧面成为朝向内侧变窄的锥状。通过成为锥状,容易将传感器支架8向间隙g插入。在分隔片53a、53b的线圈侧的端面形成与传感器支架8的钩8f扣合的扣合部53e。底座52p从框板部52的另一面朝向外侧铁心部32侧突出设置。
绝缘体5的构成材料可以利用聚苯硫醚(PPS)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、液晶聚合物(LCP)等绝缘性材料。
[壳体]
壳体4的说明参照图2进行。收纳线圈2与磁性铁心3的组合体10的壳体4具有平板状的底板部40和竖立设置于底板部40的框状的侧壁部41。电抗器1的壳体4未一体成形底板部40和侧壁部41,而是分别独立的构件,通过固定材料而一体化。而且,在底板部40具有接合层42。
(底板部)
底板部40代表性地是将电抗器1设置于设置对象时与设置对象相接而被固定的板材。底板部40由于利用于线圈2的散热路径,因此通常由作为导热率高的材料的金属构成。具体的金属可列举铝或其合金、镁或其合金、铜或其合金、银或其合金、铁或奥氏体系不锈钢等。铝或镁、它们的合金可以形成为轻量的壳体。底板部40的厚度考虑到强度、屏蔽性、散热性、噪音特性等,可列举例如2mm~5mm左右。在此,使底板部40由铝合金构成,底板部40的导热率充分高于后述的侧壁部41的导热率。该底板部40在组装壳体4时,在配置于内侧的一面上形成接合层42。
底板部40的外形可以适当选择。在此,底板部40如图2所示为矩形形状,具有分别从四角突出的安装部400。侧壁部41也具有安装部411,在将底板部40和侧壁部41组装而形成壳体4的情况下,底板部40的安装部400与侧壁部41的安装部411重叠。在安装部400、411分别以连通的方式设置螺栓孔400h、411h。在螺栓孔400h、411h插通向设置对象固定壳体4的螺栓(未图示)。安装部400、411的形状、个数等可以适当选择。当侧壁部41的螺栓孔411h由金属管构成时,如后述那样即使侧壁部41由树脂构成,在强度上也优异。
需要说明的是,在此,示出底板部40成为下方的设置状态,但也有底板部40成为上方或侧方的设置状态。
(接合层)
底板部40至少在线圈2的设置侧的面(下表面2d(图5))所接触的部位具有接合层42。
接合层42当形成为由绝缘性材料构成的单层结构时,能够容易地形成,而且即使底板部40为金属制,也能够将线圈2与底板部40之间绝缘。当形成为由绝缘性材料构成的多层结构时,进一步提高绝缘性。在形成为同材质的多层结构的情况下,能够减薄每一层的厚度。由于变薄,即使销孔存在,也能通过相邻的另一层堵塞销孔来确保绝缘。另一方面,当形成为异种材质的多层结构时,能够兼具线圈2与底板部40的绝缘性、两者的密接性、从线圈2向底板部40的散热性等多个特性。这种情况下,至少一层的构成材料为绝缘性材料。
接合层42只要具有至少线圈2的设置侧的面(下表面2d)能够充分接触的面积即可,不用特别在意形状。在此,接合层42如图2所示,形成为沿着组合体10的设置侧的面,即线圈2及外侧铁心部32这双方的设置侧的面制成的形状的形状。因此,线圈2及外侧铁心部32这双方能够与接合层42充分接触。
尤其是接合层42优选的是在线圈2的设置侧的面相接的表面侧具有由绝缘性材料构成的粘结层,在与底板部40相接的一侧具有导热性优异的材料构成的散热层的多层结构。在此,接合层42具有粘结层和散热层。
粘结层可以适当地利用粘结强度优异的材料。例如,粘结层可以由绝缘性粘结剂、具体而言环氧系粘结剂、丙烯系粘结剂等构成。粘结层的形成可列举例如涂敷在散热层上,或利用丝网印刷的情况。粘结层可以利用片状粘结剂。在此,粘结层作为绝缘性粘结剂的单层结构。
散热层可以适当利用散热性优异的材料、优选导热率超过2W/m·K的材料。散热层导热率越高越优选,优选的是,由3W/m·K以上、特别是10W/m·K以上、进而20W/m·K以上、尤其是30W/m·K以上的材料构成。
散热层的具体的构成材料可列举例如金属材料。金属材料虽然通常导热率高,但是为导电性材料,希望提高上述粘结层的绝缘性。而且,由金属材料构成的散热层容易重叠。另一方面,作为散热层的构成材料,当利用从金属元素、B、及Si的氧化物、碳化物及氮化物中选择的一种材料这样的陶瓷等非金属无机材料时,散热性优异,而且在电绝缘性上也优异,从而优选。更具体的陶瓷可列举氮化硅(Si3N4):20W/m·K~150W/m·K左右、氧化铝(Al2O3):20W/m·K~30W/m·K左右、氮化铝(AlN):200W/m·K~250W/m·K左右、氮化硼(BN):50W/m·K~65W/m·K左右、碳化硅(SiC):50W/m·K~130W/m·K左右等。为了通过上述陶瓷来形成散热层,例如,利用PVD法或CVD法这样的蒸镀法,或者准备上述陶瓷的烧结板等,通过适当的粘结剂,与底板部40接合。
或者,散热层的构成材料可列举含有由上述陶瓷构成的填料的绝缘性树脂(例如,环氧树脂、丙烯树脂)。该材料能得到散热性及电绝缘性这双方优异的散热层。而且,这种情况下,散热层及粘结层这双方由绝缘性材料构成,即,接合层整体由绝缘性材料构成,因此该接合层在绝缘性上更优异。当上述绝缘性树脂为粘结剂时,散热层与粘结层的密接性优异,具备该散热层的接合层能够将线圈2与底板部40之间牢固地接合。构成粘结层及散热层的粘结剂可以为异种,但是在同种的情况下,密接性优异,而且接合层的形成容易。可以通过放入上述填料的绝缘性粘结剂来形成接合层整体。这种情况下,接合层成为由单一种类的材质构成的单层结构。
为了通过上述加入填料的树脂而形成散热层,通过例如向底板部40涂敷或者进行丝网印刷等而能够容易地形成。
散热层可以是单层结构也可以是多层结构。在形成为多层结构的情况下,可以使至少一层的材质不同。例如,散热层可以设为由导热率不同的材质构成的多层结构。
具有散热层的方式中,通过散热层能够确保散热性,因此在设为具有密封树脂的方式的情况下,能提高可利用的密封树脂的选择的自由度。例如,可以将不含有填料的树脂等导热性差的树脂利用为密封树脂。
(侧壁部)
侧壁部41是框状体(在此为矩形形状),在由底板部40堵塞一方的开口部而组装壳体4时,以包围上述组合体10的周围的方式配置,另一方的开口部敞开。在此,侧壁部41是在将电抗器1设于固定对象时成为设置侧的区域沿着上述底板部40的外形的矩形形状,敞开的开口侧的区域是沿着线圈2与磁性铁心3的组合体10的外周面的曲面形状。
侧壁部41由绝缘性树脂构成。因此,如图1所示,即使将线圈2与侧壁部41接近配置的情况下(例如,线圈2的外周面与侧壁部41的内表面的间隔为0mm~1.0mm左右),两者的绝缘性也优异。而且,通过减小上述间隔,能够使电抗器1小型。上述绝缘性树脂可列举PBT树脂、聚氨酯树脂、PPS树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚(ABS)树脂等。
当侧壁部41的至少一部分由金属(尤其是铝或镁等非磁性金属)构成时,能够期待散热性的提高或屏蔽功能。如该例那样使侧壁部41的全部由绝缘性树脂构成时,具有如下的优点:(1)线圈2与壳体4的绝缘性优异;(2)即使是复杂的形状,通过注塑成形等也能够容易地制造;(3)能够实现轻量化。
(连结方法)
在此,底板部40及侧壁部41如上述那样由连结螺栓进行一体化,但是也可以与连结螺栓一起并用粘结剂。或者,也可以仅利用粘结剂将底板部40及侧壁部41连结。这种情况下,可以设为例如形成接合层42所使用的粘结层和将底板部40及侧壁部41接合的粘结剂层这双方的方式。该方式同时进行接合层42的固化工序及将底板部40及侧壁部41接合的粘结剂层的固化工序,从而能够减少固化工序。因此,该方式可以实现生产性的提高。
[密封树脂]
可以设为向壳体4内填充密封树脂6(图1)的方式。密封树脂6能够实现收纳于壳体4的组合体10等的位置的固定、组合体10等的机械性保护或来自外部环境的保护(耐蚀性的提高)、通过材质来提高散热性、提高绝缘性等。在该方式中,例如,当使绕组2w的端部从密封树脂露出时,容易将绕组2w的端部与端子配件(未图示)接合。也可以设为在将绕组2w的端部与端子配件接合之后,将该接合部位埋设于密封树脂的方式。
密封树脂6可列举例如环氧树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等绝缘性树脂。而且,设为含有绝缘性及导热性优异的填料例如从氮化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硼、多铝红柱石及碳化硅中选择的至少1种陶瓷构成的填料的密封树脂时,能进一步提高散热性。
在具有密封树脂6的方式中,在底板部40与侧壁部41之间具有填料(未图示)时,能够防止未固化的树脂从底板部40与侧壁部41的间隙漏出的情况。在通过粘结剂将底板部40与侧壁部41进行一体化的情况下,通过该粘结剂将两者之间密闭而能够防止未固化的树脂的泄漏,因此可以省略填料。
<<电抗器的制造>>
具有上述结构的电抗器1代表性地可以通过组合体的准备底板部的准备组合体的固定壳体的组装传感器的配置密封树脂的填充这样的工序来制造。
[组合体的准备]
首先,说明线圈2与磁性铁心3的组合体10的制造顺序。具体而言,如图3所示,将层叠有铁心片31m或间隔材料31g的内侧铁心部31和绝缘体5的一方的分割片50a插入到各线圈元件2a、2b。在此,将铁心片31m与间隔材料31g的层叠体的外周面通过粘结带连结而将内侧铁心部31制造成柱状。接着,向线圈元件2a、2b的另一方的端面插入绝缘体5的另一方的分割片50b。需要说明的是,也可以不将铁心片31m和间隔材料31g利用粘结带或粘结剂等一体化,而成为分散的状态。这种情况下,可以利用一方的分割片50a来支承一部分的铁心片31m及间隔材料31g,并利用另一方的分割片50b来支承其他部分的铁心片31m及间隔材料31g,向各线圈元件2a、2b插入。
接着,以利用绝缘体5的框板部52及外侧铁心部32的内端面32e夹持两线圈元件2a、2b的端面及内侧铁心部31的端面31e的方式,在线圈2配置框板部52及外侧铁心部32,来形成组合体10。此时,内侧铁心部31的端面31e从框板部52的开口部露出而与外侧铁心部32的内端面32e接触。在两线圈元件2a、2b之间夹设有绝缘体5的分隔片53a、53b,能够在两元件2a、2b之间设置该分隔片53a、53b的厚度所对应的间隙g。
[底板部的准备、组合体的固定]
如图2所示,将铝板冲裁成规定的形状而形成底板部40,在一面上通过丝网印刷形成规定的形状的接合层42,准备具有接合层42的底板部40。并且,在该接合层42上,载置组装了的组合体10,然后,使接合层42适当固化而将组合体10固定在底板部40。
通过接合层42,能够使线圈2与底板部40密接,并且将线圈2和外侧铁心部32的位置固定,进而由一对外侧铁心部32夹持的内侧铁心部31的位置也被固定。因此,利用粘结剂将内侧铁心部31与外侧铁心部32接合,或者即使未将铁心片31m或间隔材料31g利用粘结剂等接合而进行一体化,也可以通过接合层42将具有内侧铁心部31及外侧铁心部32的磁性铁心3一体化为环状。而且,接合层42由粘结剂构成,因此组合体10被牢固地固定于接合层42。
[壳体的组装]
以包围上述组合体10的外周面的方式将侧壁部41从组合体10的上方覆盖,配置在底板部40上。通过另行准备的螺栓(未图示),将底板部40与侧壁部41一体化。通过该工序,能够如图1所示组装箱状的壳体4,并形成为在壳体4内收纳有组合体10的状态。
[传感器的配置]
首先,向传感器支架8组装传感器7。在传感器支架8的载置部8a载置传感器7,利用载置部8a和保持部8b夹持传感器7,由此利用传感器支架8来保持传感器7。此时,传感器7被保持在传感器支架8的宽度方向的中间位置。接着,将保持有传感器7的传感器支架8配置于在两线圈元件2a、2b的上侧形成的梯形形状空间内。在此,将传感器支架8的分隔部8c插入到在各线圈元件2a、2b之间设置的间隙g内,使传感器支架8的钩8f与框板部52的扣合部53e扣合而将两者一体化。此时,如图5所示,从传感器支架8的载置部8a及保持部8b露出的传感器7利用两线圈元件2a、2b的上侧的圆角部21成为相对于线圈2在适当的位置接触的状态。与传感器7连接的配线71的一部分也由保持部8b覆盖,从保持部8b的端部向电抗器1的外部拉出。
在此,在将传感器7组装于传感器支架8之后,将传感器支架8的载置部8a及保持部8b配置于梯形形状空间,但是也可以在将传感器支架8的载置部8a及保持部8b配置于梯形形状空间之后,向该传感器支架8组装传感器7。此时,将传感器支架8的分隔部8c插入到间隙g而与框板部52一体化,但是由于在钩8f与扣合部53e之间存在间隙8g,因此在钩8f抵碰于扣合部53e之前能够拔出传感器支架8,在此状态下能够组装传感器7。
[密封树脂的填充]
通过向壳体4内填充密封树脂6并进行固化,能够形成具有密封树脂6的电抗器1。在该方式中,传感器7或配线71也可以通过密封树脂6进行固定。
<<用途>>
上述的电抗器1能够良好地利用于通电条件为例如最大电流(直流):100A~1000A左右、平均电压:100V~1000V左右、使用频率:5kHz~100kHz左右的用途、代表性的是电动汽车或混合动力汽车等车载用电力转换装置的构成零件。
<<效果>>
本实施方式的电抗器1如图5所示,将线圈2形成为特定的形状,在利用该形状构成的特定的区域:圆角部21制成的梯形形状空间内配置传感器7,由此能够减少向传感器7施加的应力(热膨胀的线圈2产生的应力),或者实质上没有施加应力。因此,传感器7不会由于上述应力而破损,电抗器1能够适当地测定线圈2的温度。并且,电抗器1将所谓死区空间、难以受到上述应力或者实质上不负荷应力的区域(在梯形形状区域中比接线lc靠上方的区域)设为传感器7的配置区域。因此,电抗器1不会导致因传感器7的配置引起的大型化、传感器7的保护用的大型化,而为小型。
本实施方式的电抗器1使用由与绝缘体5独立的构件构成的传感器支架8,能够可靠地将传感器7相对于线圈2而保持在适当的位置,因此即使是具有密封树脂6的情况下,也能够适当地测定线圈的温度等物理量,因此测定值的可靠性高。尤其是通过保持使传感器7与线圈2接触的状态,由此能够在最接近线圈2的位置测定物理量,因此测定值的可靠性更高。而且,传感器7组装于传感器支架8之后,能够配置于梯形形状空间,容易配置传感器7且生产性也优异。尤其是传感器支架8具有传感器7的轴向的全长以上的长度,因此传感器7能够形成为大致仅与测定对象接触的状态,因此能够防止对测定对象以外的物理量进行测定的情况。传感器支架8与绝缘体5(框板部52)扣合而被定位,因此能够防止传感器支架8的脱落。此外,也可以将传感器支架8与绝缘体5扣合而进行一体化,由于在钩8f与扣合部53e之间存在间隙8g,因此在钩8f与扣合部53e抵碰之前能够将传感器支架8拔出,随时能够使传感器7从传感器支架8容易地出入。
<实施方式2>
在上述的实施方式1中,说明了底板部40与侧壁部41为独立的构件的方式。此外,也可以形成为具有由底板部与侧壁部一体成形的箱体构成的壳体的方式。在该方式中,在壳体整体由上述的铝等金属构成的情况下,能够将壳体整体利用于散热路径,提高散热性。
<实施方式3>
在上述的实施方式中,说明了具有壳体的方式。此外,也可以设为省略了壳体的方式。该方式由于不具有壳体而更小型。进而,当设为通过注塑成形等而利用树脂包覆该组合体10的外周的方式时,具有如下的效果:(1)通过该树脂将传感器7可靠地固定于线圈2的梯形形状空间,能够防止传感器7的脱落或位置错动,(2)对于组合体10,能够实现从外部环境的保护或机械性保护,(3)通过树脂的材质能够提高散热性。上述树脂可列举环氧树脂、不饱和聚酯、聚氨酯树脂、PPS树脂、PBT树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚(ABS)树脂等。该树脂也与密封树脂同样,当含有上述的填料时,能提高散热性。
<实施方式4>
实施方式1~3的电抗器也可以利用于例如在车辆等上载置的转换器的构成零件、具有该转换器的电力转换装置的构成零件。
例如,混合动力汽车或电动汽车这样的车辆1200如图6所示具有主蓄电池1210、与主蓄电池1210连接的电力转换装置1100、由来自主蓄电池1210的供给电力来驱动而利用于行驶的电动机(负载)1220。电动机1220代表性的是3相交流电动机,在行驶时,对车轮1250进行驱动,在再生时,作为发电机发挥作用。在混合动力汽车的情况下,车辆1200除了电动机1220之外,还具有发动机。需要说明的是,在图6中,示出入口作为车辆1200的充电部位,但也可以设为具有插头的方式。
电力转换装置1100具有与主蓄电池1210连接的转换器1110和与转换器1110连接而进行直流与交流的相互转换的逆变器1120。该例子所示的转换器1110在车辆1200的行驶时,将200V~300V左右的主蓄电池1210的直流电压(输入电压)升压至400V~700V左右,向逆变器1120供电。而且,转换器1110在再生时,将从电动机1220经由逆变器1120输出的直流电压(输入电压)降压成适合于主蓄电池1210的直流电压,向主蓄电池1210充电。逆变器1120在车辆1200的行驶时,将由转换器1110升压后的直流转换成规定的交流而向电动机1220供电,在再生时,将来自电动机1220的交流输出转换成直流而向转换器1110输出。
转换器1110如图7所示具有多个开关元件1111、对开关元件1111的动作进行控制的驱动电路1112、电抗器L,通过接通/断开的反复(开关动作)来进行输入电压的转换(在此为升降压)。开关元件1111利用场效应晶体管(FET)、绝缘栅极双极晶体管(IGBT)等功率设备。电抗器L具有如下功能:利用欲妨碍流过电路的电流的变化的线圈的性质,在通过开关动作使电流要增减时,使该变化平顺。作为该电抗器L,具有上述实施方式1~3的电抗器。通过具有散热性及绝缘性优异,而且生产性也优异的电抗器1等,电力转换装置1100或转换器1110在散热性、绝缘性、生产性上也优异。
需要说明的是,车辆1200除了转换器1110之外,还具有与主蓄电池1210连接的供电装置用转换器1150、与成为辅机类1240的电力源的副蓄电池1230和主蓄电池1210连接并将主蓄电池1210的高压转换成低压的辅机电源用转换器1160。转换器1110代表性地进行DC-DC转换,但是供电装置用转换器1150或辅机电源用转换器1160进行AC-DC转换。供电装置用转换器1150包括进行DC-DC转换的转换器。供电装置用转换器1150或辅机电源用转换器1160的电抗器可以利用具有与上述实施方式1~3的电抗器等同样的结构且适当地变更了大小或形状等的电抗器。而且,进行输入电力的转换的转换器、且仅进行升压的转换器或仅进行降压的转换器也可以利用上述实施方式1~3的电抗器等。
需要说明的是,本发明没有限定为上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当变更。例如,在电抗器的下侧的各线圈元件的圆角部夹持的梯形形状空间内,可以通过传感器支架来固定并配置传感器。
工业实用性
本发明的电抗器可以适当地利用于混合动力汽车、插座式混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等车辆上所搭载的车载用转换器(代表性地是DC-DC转换器)或空调机的转换器等各种转换器、电力转换装置的构成零件。
标号说明
1 电抗器 10 组合体
2 线圈 2a、2b 线圈元件 2r 线圈连结部 2w 绕组
2e 绕组的端部 2d 下表面 2u 上表面
21 圆角部 22、23 直线状部
3 磁性铁心 31 内侧铁心部 31e 端面 31m 铁心片
31g 间隔材料
32 外侧铁心部 32e 内端面
4 壳体 40 底板部 41 侧壁部 42 接合层
400、411 安装部 400h、411h 螺栓孔
5 绝缘体 50a、50b 分割片 51 筒状部
52 框板部 52p 底座
53a、53b 分隔片 53e 扣合部
6 密封树脂
7 传感器 7a 热敏元件 7b 保护部 71 配线
8 传感器支架 8a 载置部 8b 保持部
8c 分隔部 8d 主体部 8e 扣合部
8f 钩 8g 间隙
1100 电力转换装置 1110 转换器
1111 开关元件
1112 驱动电路 L 电抗器 1120 逆变器
1150 供电装置用转换器 1160 辅机电源用转换器
1200 车辆 1210 主蓄电池 1220 电动机
1230 副蓄电池 1240 辅机类 1250 车轮

Claims (6)

1.一种电抗器,具备:
线圈,具有相互连结的一对线圈元件;
磁性铁心,具有在所述各线圈元件内分别配置的一对内侧铁心部及将这些内侧铁心部连结而形成闭磁路的外侧铁心部;
绝缘体,夹设在所述线圈与所述磁性铁心之间;及
传感器,测定所述电抗器的动作时的物理量,
所述各线圈元件是将绕组卷绕成螺旋状而构成的筒状体,且端面形状为具有将角部修圆了的圆角部的形状,以各线圈元件的轴平行的方式排列配置,
其中,
所述电抗器具备传感器支架,该传感器支架由与所述绝缘体独立的构件构成,对所述传感器进行保持,
所述传感器支架具备与所述绝缘体扣合而防止从该传感器支架的绝缘体的脱落的扣合部,
所述传感器通过利用所述扣合部与所述绝缘体扣合的所述传感器支架,而配置于由所述各线圈元件中相对配置的所述圆角部夹持的梯形形状空间内。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述传感器支架具备覆盖所述传感器的保持部,
所述保持部具有所述传感器的轴向的全长以上的长度。
3.根据权利要求2所述的电抗器,其中,
所述保持部覆盖与所述传感器连接的配线的一部分。
4.根据权利要求1~权利要求3中任一项所述的电抗器,其中,
所述传感器支架具备配置在所述各线圈元件之间的分隔部。
5.一种转换器,具备权利要求1~权利要求4中任一项所述的电抗器。
6.一种电力转换装置,具备权利要求5所述的转换器。
CN201380057362.8A 2012-11-01 2013-10-23 电抗器、转换器、及电力转换装置 Expired - Fee Related CN104769689B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012242225A JP5892337B2 (ja) 2012-11-01 2012-11-01 リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP2012-242225 2012-11-01
PCT/JP2013/078745 WO2014069312A1 (ja) 2012-11-01 2013-10-23 リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104769689A CN104769689A (zh) 2015-07-08
CN104769689B true CN104769689B (zh) 2017-04-05

Family

ID=50627221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380057362.8A Expired - Fee Related CN104769689B (zh) 2012-11-01 2013-10-23 电抗器、转换器、及电力转换装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9336942B2 (zh)
JP (1) JP5892337B2 (zh)
CN (1) CN104769689B (zh)
DE (1) DE112013005274B4 (zh)
WO (1) WO2014069312A1 (zh)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6288510B2 (ja) * 2014-06-06 2018-03-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
JP6379981B2 (ja) * 2014-10-15 2018-08-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
JP6376461B2 (ja) * 2014-10-15 2018-08-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
FR3028087B1 (fr) * 2014-11-05 2016-12-23 Labinal Power Systems Elements bobines comportant un dispositif de mesure de temperature
JP6365941B2 (ja) * 2014-11-07 2018-08-01 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
JP6478108B2 (ja) 2015-04-03 2019-03-06 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
US10607763B2 (en) 2015-05-19 2020-03-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Reactor
TWI587346B (zh) * 2015-07-22 2017-06-11 松川精密股份有限公司 具陶瓷複合材料之繼電器開關元件
JP6519416B2 (ja) * 2015-09-03 2019-05-29 トヨタ自動車株式会社 リアクトル
CN106803455B (zh) * 2015-11-26 2019-07-26 乾坤科技股份有限公司 平面型电抗器
JP6455450B2 (ja) * 2016-01-12 2019-01-23 トヨタ自動車株式会社 リアクトル
JP6468466B2 (ja) * 2016-01-22 2019-02-13 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
US20190066897A1 (en) * 2016-03-11 2019-02-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Coil part
JP6561953B2 (ja) * 2016-09-21 2019-08-21 株式会社オートネットワーク技術研究所 磁性コア、及びリアクトル
JP6844494B2 (ja) * 2017-02-08 2021-03-17 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
JP6635316B2 (ja) * 2017-02-15 2020-01-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
DE102017107328A1 (de) * 2017-04-05 2018-10-11 Alanod Gmbh & Co. Kg Elektroisoliertes elektrisches Leiterband, insbesondere für Elektromotoren und Transformatoren
JP6919984B2 (ja) * 2017-05-17 2021-08-18 株式会社タムラ製作所 コイル装置
JP6779467B2 (ja) * 2017-08-21 2020-11-04 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
JP6903156B2 (ja) * 2017-11-14 2021-07-14 三菱電機株式会社 電力変換装置
US20190378647A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. Inductor
US11948718B2 (en) * 2018-09-28 2024-04-02 Mitsubishi Electric Corporation Reactor
DE112019005461T5 (de) * 2018-11-02 2021-07-15 Honda Motor Co., Ltd. Reaktor und mehrphasiger dc-dc-wandler des interleave-typs
US11285827B2 (en) * 2019-02-06 2022-03-29 Ford Global Technologies, Llc EV fast charging cord and receptacle
EP3839989A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-23 Siemens Aktiengesellschaft Luftdrosselspule mit temperaturmesssystem
US20220301756A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 Cyntec Co., Ltd. Magnetic component
KR20220133639A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 엘에스일렉트릭(주) 절연형 컨버터용 외함 및 이를 이용한 절연형 컨버터

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173702A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Denso Corp 温度検出型磁気装置
JP2009109437A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Tamura Seisakusho Co Ltd リードを有するセンサ素子の固定構造及び固定ユニット
JP2010245458A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル用コイル部材及びリアクトル
WO2012114890A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 住友電気工業株式会社 リアクトル
JP2012189555A (ja) * 2011-03-14 2012-10-04 Tamura Seisakusho Co Ltd センサ固定構造

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463522A (en) * 1993-07-27 1995-10-31 Magnetek, Inc. Housing and mounting arrangement for thermal protector device
DE19852929C1 (de) * 1998-11-17 2000-03-30 Hanning Elektro Werke Thermoschalter-Anordnung für elektromagnetische Spulen
US6958579B2 (en) * 2002-08-07 2005-10-25 Ruud Lighting, Inc. Thermally-protected ballast for high-intensity-discharge lamps
JP5459120B2 (ja) * 2009-07-31 2014-04-02 住友電気工業株式会社 リアクトル、リアクトル用部品、及びコンバータ
JP2012114302A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Mitsubishi Electric Corp リアクトル装置
JP5869227B2 (ja) * 2011-03-30 2016-02-24 株式会社タムラ製作所 コイル装置
JP5708509B2 (ja) * 2012-01-25 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 リアクトル

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173702A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Denso Corp 温度検出型磁気装置
JP2009109437A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Tamura Seisakusho Co Ltd リードを有するセンサ素子の固定構造及び固定ユニット
JP2010245458A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル用コイル部材及びリアクトル
WO2012114890A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 住友電気工業株式会社 リアクトル
JP2012189555A (ja) * 2011-03-14 2012-10-04 Tamura Seisakusho Co Ltd センサ固定構造

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014069312A1 (ja) 2014-05-08
CN104769689A (zh) 2015-07-08
US20150287525A1 (en) 2015-10-08
DE112013005274T5 (de) 2015-09-24
US9336942B2 (en) 2016-05-10
DE112013005274B4 (de) 2018-02-15
JP5892337B2 (ja) 2016-03-23
JP2014093375A (ja) 2014-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104769689B (zh) 电抗器、转换器、及电力转换装置
JP5120679B1 (ja) リアクトル
CN103503093B (zh) 电抗器、转换器以及功率转换器件
JP5958877B2 (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP5881015B2 (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
JP5861940B2 (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP2013222802A (ja) リアクトル、リアクトル用ケース、コンバータ、及び電力変換装置
JP2015053395A (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
WO2014017149A1 (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP2012253384A (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP2014078684A (ja) リアクトル、コンバータ、電力変換装置、及びリアクトルの製造方法
JP2013222813A (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
JP2013145850A (ja) リアクトル
JP2013179184A (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
JP2014150171A (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
JP2013128098A (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
US8618899B2 (en) Converter and power conversion device
JP6468466B2 (ja) リアクトル
CN210956373U (zh) 一种磁件
JP6406610B2 (ja) リアクトル
JP6016035B2 (ja) リアクトル
JP2013179185A (ja) リアクトル、コンバータ、および電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170405

Termination date: 20211023